Los físicos explican cómo el cerebro puede unirse al campo cuántico

Uno de los mas importantes Las preguntas abiertas en la ciencia son cómo se establece nuestra conciencia. En la década de 1990 mucho antes de ganar El Premio Nobel de Física 2020 para él predicción de agujeros negros, el físico Roger Penrose se asoció con el anestesiólogo Stuart Hammeroff para ofrecer una respuesta ambiciosa.

Ellos insistieron del cerebro neuronal El sistema es una red entrelazada, la conciencia producida por él debe estar sujeta a reglas mecánica cuántica – La teoría que determina cómo se mueven partículas diminutas como los electrones. Esto, afirman, puede explicar la misteriosa complejidad de la conciencia humana.

Penrose և Hammeroff fue recibido con infidelidad. Las leyes de la mecánica cuántica generalmente se encuentran solo muy baja temperaturaLas computadoras cuánticas, por ejemplo, funcionan actualmente cerca -272 ° C:A temperaturas más altas, prevalece la mecánica clásica.

Como nuestro cuerpo funciona a temperatura ambiente, se espera que se rija por las leyes clásicas de la física. Es por eso que existía una teoría de la conciencia cuántica. se deshizo de directamente por muchos científicos, aunque otros son persuadió a los seguidores,

En lugar de participar en este debate, decidí unir fuerzas con mi homólogo chino, dirigido por el profesor Xi-Min Jin Yin de la Universidad iayong de Shanghai, para probar algunos de los principios que subyacen a la teoría cuántica de la conciencia.

Dentro nuestro nuevo papel, hemos estudiado cómo se mueven las partículas cuánticas en una estructura compleja similar al cerebro, pero en condiciones de laboratorio. Si nuestros hallazgos pudieran algún día compararse con la actividad medida en el cerebro, podríamos estar un paso más cerca de validar o eliminar Penrose և Hameroff. Teoría contradictoria,

Cerebros և fractales

Nuestro cerebro está formado por células llamadas neuronas, que se cree que trabajan juntas para crear conciencia. Cada neurona contiene: microtubos, que transportan sustancias a diferentes partes de la célula. La teoría de Penrose-Hammeroff de la conciencia cuántica establece que los microtúbulos están formados por un ejemplo fractal lo que permitirá que emerjan los procesos cuánticos.

Los fractales son estructuras que no son ni bidimensionales ni tridimensionales, sino que tienen un cierto valor fraccionario. En matemáticas, los fractales ocurren como: hermosos patrones que se repiten sin cesar, creando lo que parece imposible. una estructura que tiene un área finita pero un perímetro infinito.

Puede ser imposible de imaginar, pero los fractales ocurren a menudo. En naturalezaSi miras de cerca los ramos coliflor o ramas Fruta:, verás que ambos están formados por el mismo caballo principal, que se repite una y otra vez, pero cada vez en menor escala. Esta es la principal característica de los fractales.

Lo mismo sucede cuando miras dentro de tu propio cuerpo. tus pulmones, por ejemplo, es fractal, como և vasos sanguineos en su sistema circulatorio. Los fractales también se describen en encantadoras obras de arte repetitivas. Burros MC և: Acks Exon Pollockև se han utilizado en tecnología durante décadas, como diseño de antena,

Todos son ejemplos de fractales clásicos. Fractales que están más sujetos a las leyes de la física clásica que la física cuántica.

Es fácil comprender por qué se utilizaron los fractales para explicar la complejidad de la conciencia humana. Debido a que son infinitamente complejos y permiten que la complejidad surja de patrones simples y repetitivos, pueden ser las estructuras que sustentan las misteriosas profundidades de nuestra mente.

Pero si ese es el caso, solo podría suceder a nivel cuántico. Las diminutas partículas se movían en patrones fractales dentro de las neuronas del cerebro. Por eso la propuesta de Penrose և Hammeroff se denomina teoría de la «conciencia cuántica».

Conciencia cuántica

Todavía no podemos medir el comportamiento de los fractales cuánticos del cerebro, si es que existen. Pero la tecnología avanzada significa que ahora podemos medir fractales cuánticos en el laboratorio. Dentro investigación reciente involucrando a un microscopio de túnel de barrido (STM), mis colegas en Utrecht և Dispuse cuidadosamente los electrones en forma fractal, creando un fractal cuántico.

Cuando medimos la función de onda de los electrones, que describe su estado cuántico, descubrimos que también vivían en el plano fractal dictado por el patrón físico que hicimos. En este caso, fue el patrón utilizado en la escala cuántica. El triángulo de Sierpinski, que es un caballo que se encuentra en algún lugar entre un bidimensional «bidimensional».

Este fue un descubrimiento interesante, pero la tecnología STM no puede estudiar cómo se mueven las partículas cuánticas, lo que nos dirá más sobre cómo tienen lugar los procesos cuánticos en el cerebro. Entonces, nuestra última investigación, Yo, mis colegas de la Universidad iatong de Shanghai, fui un paso más allá. Utilizando experimentos de fotones de última generación, pudimos detectar el movimiento cuántico en fractales con un detalle sin precedentes.

Hemos llegado a ese punto «. inyección de fotones (partículas de luz) en un chip artificial elaborado diligentemente en un pequeño triángulo de Sierpinsky. Inyectamos fotones en la parte superior del triángulo y los observamos propagarse a través de su estructura fracturada, el llamado proceso. transporte cuánticoLuego repetimos este experimento en dos estructuras fractales diferentes, ambas en forma de cuadrados en lugar de triángulos. Y realizamos cientos de experimentos en cada una de estas estructuras.

Nuestras observaciones de estos experimentos muestran que los fractales cuánticos en realidad se comportan de manera diferente a los clásicos. En particular, encontramos que la propagación de la luz en un fractal se rige por leyes diferentes en el caso cuántico que en el caso clásico.

Este nuevo conocimiento de los fractales cuánticos podría proporcionar una base para que los científicos experimenten con la teoría de la conciencia cuántica. Si un día se toman medidas cuánticas del cerebro humano, se pueden comparar con nuestros resultados para determinar con certeza si la conciencia es clásica o cuántica.

Nuestro trabajo también puede tener graves repercusiones en el ámbito científico. Al estudiar el transporte cuántico en nuestras estructuras fractales diseñadas artificialmente, es posible que hayamos dado los primeros pequeños pasos hacia la integración de la física, las matemáticas y la biología, que pueden enriquecer en gran medida nuestra comprensión del mundo que nos rodea, así como del mundo que existe en nuestro mundo. capítulos

Este artículo fue publicado originalmente Conversacion: desde Christian de Moraz Smith el tiempo Universidad de Utrecht, Leer: El artículo original está aquí,